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MPPT和功率分析仪在光伏发电职业中的使用

在光伏发电系统中,如何提高系统的整体效率,一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点,使之始终工作在最大功率点附近,这一过程就称之为最大功率点跟踪(maximumpowerpointtrackin

  在光伏发电体系中,怎么进步体系的全体功率,一个重要的途径便是实时调整光伏电池的作业点,使之一直作业在最大功率点邻近,这一进程就称之为最大功率点盯梢(maximum power point tracking, MPPT)。

  一、MPPT根本原理

  理论上讲,只要将光伏电池与负载彻底匹配、直接耦合(如负载为被充电的蓄电池),负载的伏安特性曲线与最大功率点轨道曲线即可重合或渐进重合,使光伏电池处于高效输出状况。但在日常使用中,很难满意负载与光伏电池的直接耦合条件。因而,要进步光伏发电体系的全体功率,一个重要的途径便是实时改动体系负载特性,即调整光伏电池的作业点,使之能在不同的日照和温度下一直让光伏电池作业在最大功率点邻近,这一盯梢进程就称为最大功率点盯梢,如图 1所示为MPPT根本原理图。

    

  图 1 MPPT原理图

  l最大功率点A1→最大功率点B1(条件:将体系负载特性由负载1改为负载2)

  l最大功率点B1→最大功率点A1(条件:将体系负载特性将负载2改回至负载1)

  由此可见,光伏发电体系中的MPPT操控战略,便是先依据实时检测光伏电池的输出功率,再经过必定的操控算法猜测当时工况下光伏电池或许的最大功率输出点,最终经过改动当时的阻抗或电压、电流等电量等方法来满意最大功率输出的要求。

  这样,不论是因外部光照强度改变,仍是因内部光伏电池的结温改变使得光伏电池的输出功率削减,体系一直可以主动运转于当时工况下的最佳作业状况,到达最大功率输出,然后可进步整个光伏发电体系转化功率。

  二、最大功率点的影响要素

  在必定的光照强度和环境温度下,光伏电池可以作业在不同的输出电压,可是只要在某一输出电压值时,光伏电池的输出功率才干到达最大值,这韶光伏电池的作业点就到达了输出功率电压曲线的最高点,称之为最大功率点。如图2所示为MPPT受光照影响图、图 3所示为MPPT受温度影响图

    

  图 2 MPPT受光照影响

    

  图 3 MPPT受温度影响

  如图所示可见光照强度和温度下降都会导致光伏电池的最大功率点下移

  三、MPPT技能在使用中存在的问题

  l误盯梢现象

  大大都MPPT算法仅收集光伏电池的电压和电流,并依据扰动调查的思维进行盯梢,可是无从得知光伏电池输出功率的改变是由扰动仍是由外界环境的改变而引起的,所以当环境改变较快时,简单产生误盯梢现象。处理方案主要有以下几类:

  ① 依据环境进行开环操控;

  ② 使算法扰动带来的功率改变大于环境改变带来的功率改变;

  ③ 辨识和补偿环境改变带来的功率改变。

  l多峰值问题

  光伏电池被部分遮挡或特性不一致或许导致多功率极值的呈现。在多峰值的条件下,怎么进行最大功率点盯梢?找到最大点,而不是部分极值,是一个比较困难的问题。别的,当呈现多峰值时,实践上光伏电池作业在不良状况,严峻功率失配,既丢失了能量,又简单损坏光伏组件。这种状况或许是需要被检测和防止的。

  l对实践运转状况的考虑缺少

  大都文献在仿真验证算法时,是经过对环境改变的阶越呼应完成的。但实践情况中,环境的改变是接连的,不会从一个稳态忽然跳到另一个稳态。许多算法会在环境快速接连改变的情况下失效。 在许多MPPT算法的研讨中,被许多研讨者疏忽的问题是采样精度和核算差错所带来的约束。许多理论上建立且仿真中有用的算法,在实践体系中是不可行的。

  怎么处理上述这些问题,以进步MPPT技能使用水平,是光伏发电逆变器使用进程中的要点和难点 。

  四、功率分析仪在MPPT测验的优势

  因为太阳电池的输出特性受负荷状况、日照量、环境温度等要素的影响、太阳电池阵列的电压和电流均产生很大的改变,然后使输出功率不安稳,即最大功率点时间改变。为了充分使用太阳能以获取最大功率输出,有必要盯梢、操控太阳电池的最大功率点、最大极限地使用太阳能,如图 4所示为光伏发电示意图。选用PA8000功率分析仪的MPPT测验主要有一下几方面优势:

    

  图 4 光伏发电

  l最多支撑7个功率输入单元,输入功率与输出功率同步测验,进一步进步精确度

  传统丈量转化功率,因为丈量设备通道数有限,输入与输出只能分隔丈量,这样导致收集到的数据缺少同步性,由此算得的转化功率天然不精确。针对多路输入的光伏逆变器,PA8000可轻松完成4通道输入,3通道输出一起采样,而且PA8000内部选用高安稳度温度补偿的100M同步时钟完成7通道的ADC同步采样,同步采样时钟差错小于10ns,满意高效能逆变器功率的极致丈量要求。

  l支撑权重系数自在切换,便利导出各区域功率报表

  PAM软件可以自在切换权重系数,支撑欧洲功率、CEC功率、我国各区域权重系数核算,并能快速的导出相应区域的功率报表,PA8000是业界仅有支撑功率权重系数自在切换的功率分析仪器。

  l支撑自定义功率公式,便利导出MPPT、转化功率报表

  支撑自定义功率测验公式,能一起显现6个功率测验成果,便利一起丈量MPPT功率,转化功率。PAM软件可以导出测验静态与动态MPPT报表,转化功率报表,便利检测组织进行操作,大大进步了作业功率。

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